Известно, что использование технической (водопроводной) воды в импульсных разрядно-импульсных технологиях (РИТ) очень часто изменяет величину ее электрической проводимости в процессе работы,что в некоторых случаях приводит к снижению эффективности технологического процесса.​​​​​​​​​​​​​В данной работе приводятся результаты измерений изменения удельного электрического сопротивления воды при ее использовании в РИТ-технологиях разрушения негабаритов(в данном случае речь идет об образцах слоистой структуры осадочных руд металлов) .​​​​​​​​​​​​

2.Место и время испытаний ​​​​​Испытания проведены в лаборатории ООО,,ЗЕВС-ТРУБОПРОВОД” в феврале 2016 года.

​Испытания проведены в лаборатории ООО,,ЗЕВС-Трубопровод” в январе-марте 2016 года.При испытаниях использованы:

​- установка,,ЗЕВС-26”(Umax=15кВ,C=8*10-6Ф,w= 900дЖ);

​- установка,,ЗЕВС-42”(Umax=35кВ,C=3*10-6Ф,w= 1840дЖ);

​- портландцемент марки М-500 (производитель завод​);

-угольная зола;

​ -термометр ртутный (0-100) ;

​ -измеритель удельного электрического сопротивления воды , водных растворов цементного теста типа Ф4103-М1;

​- формы для бетонных образцов 3ФК-70;

​- весы рычажные настольные РП-6Ц13У, класс 3 средний (40Г- 6 кГ);





3. Программа и методика испытаний
3.1. Эксперименты проведены с использованием электрогидроимпульсных установок,,ЗЕВС-26” и ​,,ЗЕВС-42’’ и металлической (из нержавеющей стали) цилиндрической камеры с внутренним и наружным диаметром соответственно 170 мм и 180 мм, высотой 270мм (рабочий объем 6л). В качестве рабочего разрядного искрового промежутка в воде использовалась электродная система ,, стержень –плоскость’’c центральным электродом из нержавеющей стали диаметром 10мм , подключаемая к генератору тока кабелем КВИМ длиной 8,0 м.Величина межэлектродного промежутка принималась равной 10 мм.

​​3.2.В указанном выше металлическом объеме были проведены следующие искровые разряды для проработки следующих технических вопросов :

- разрушение рудных пород электрогидроимпульсным методом в технической(водопроводной )воде с регистрацией разрядных токов и напряжений и фиксацией изменения электроповодности жидкой среды в процессе работы (использованы установки ,,ЗЕВС-26” и ,,ЗЕВС-42“);

- определение зависимости электрической проводимости воды при увеличении концентрации в ней хлористого натрия при нормальной температуре воды (данная работа проведена для тарировки средства измерения );

- определение зависимости электрической проводимости воды при увеличении концентрации в ней угольной золы и при изменении ее температуры от 20 до 80;

- определение зависимости электрической проводимости зольноцементного теста при различном процентном соотношении,, цемент-зола” (уменьшение количества цемента при пропорциональном увеличении каменной золы); при этом также снимались изменения электропроводности жидкой среды в диапозоне температур от 20 до 80;

3.3.Программа опытов по активации зольноцементного теста и затворения мелкозернистого бетона представлена таблицей 1 и выполнялась в следующей последовательности(три серии экспериментов):

3.3.1. Согласно столбцам 1, 2 и 3 таблицы1 замешивались​ три типа мелкозернистого бетона (контрольные образцы) при различном соотношении ,, песок-вода-цемент’’. Каждый из полученных бетонов заливался в две контрольные формы типа 3ФК-70 . На эти формы наклеены соответственно бирки 1-1, 1-2, 2-1, 2-2, 3-1, 3-2.

3.3.2.​Во второй серии опытов развешивались для затворения те же весовые инградиенты как по п.3.3.1, но перед затворением каждого из бетонов производилась РИТ-обработка цементного молочка искровыми разрядами в течении 7 минут. При энергии одного импульсаWco= 576Дж (Uco=12кВ, С=8*10-6Ф) и частоте следования импульсов 75имп/мин общееколичество разрядов N∑75*7=525импульсов. Это соответствует общей вложенной энергии W∑цементного теста 3,0 л удельная энергия на литр составит порядка 100кДж/л. После обработки разрядами затворяем бетон и разливаем каждый из них соответственно в формы 4-1 ,4-2, 5-1, 5-2, 6-1, 6-2 (по две формы на каждый опыт).​ В данной работе использована установка ,,ЗЕВС-26’’.

3.3.3.В третьей серии экспериментов затворяем бетонные смеси по рецептам 4, 5 и 6, но предварительно делаем РИТ-активацию смеси,,цемент-зола-вода’’ в режиме разряда аналогичным п. 3.3.2 (100кДж/л, 7минут). Полученные три вида бетонов заливаем в формы 7-1, 7-2, 8-1, 8-2, 9-1, 9-2 (по две контрольные формы на опыт).

3.3.4. В последней 4-ой серии замешиваем в рабочем объеме всю смесь,,цемент-зола-вода-песок’’ в соответствии с рецептом №4 в количестве 3,0 л и проводим ее РИТ- обработку в том же режиме ,что и в предшествующих опытах (7 минут, 100Кдж/л). После обработки активированный мелкозернистый бетон разливаем в контрольные формы 10-1 и 10-2.

​​​Таблица 1

Результатами данных опытов установлено, что при использовании искровых разрядов в зольноцементных и цементных жидких средах при заданных параметрах разрядноимпульсной установки (Uco=12кВ, C=8*10-6Ф) и рабочем промежутке 10мм оптимальная величина рабочей поверхности центрального электрода составляет 4 см2.

Результаты предварительных экспериментов
по дроблению рудного камня с использованием РИТ- технологии
(измерение удельного электрического сопротивления воды в разрядной камере)

Эксперименты проведены с использованием  электрогидроимпульсных установок ,,ЗЕВС-26” и  ,,ЗЕВС-42’’ в  металлической  цилиндрической камере с  внутренним диаметром 170 мм и высотой 270 мм, заполненной 6-ю литрами воды и  4-мя  предварительно расколотыми  молотком  образцами рудного камня .Основные рабочие параметры  зарядной и разрядной цепей данных установок приведены в таблице 1 и таблице 2 (зарядные напряжения и емкости кондесаторных батарей UCO, Cбат, длина и тип кабельной передающей линии, величина разрядного  промежутка lр.п.в  воде). В таблицах  указаны также  измеренные величины удельного электрического сопротивления проб воды, взятые из рабочей  разрядной камеры после заданного количества разрядных импульсов , а также начального  его значения (до разрядов). В таблице 1 приведены результаты  испытаний по дроблению рудного камня.

Измерения удельного электрического  сопротивления воды изначально проводились при  температуре воды 18,  остальные измерения проведены  при температуре не выше 40 При измерении использовался  мостовой метод измерения  с использованием  измерителя сопротивления  заземления  Ф4103-М1 и резистиветра закрытого  типа c тарировочным коэффициентом 2,3.

4. Результаты   испытаний

 По  результатам  предварительных   испытаний можно сделать следующие  выводы : 4.1. Увеличение числа разрядных импульсов (до  100 ) и соответственно увеличение степени измельчения  данной рудной породы  и  алюминиевой фольги  с  полиэтиленовой подложкой  не приводит к существенному увеличению проводимости   образующихся водяных  образований( не более 40%).  Такая величина увеличения  проводимости  воды  не  оказывает сколько нибудь заметного влияния на  предразрядные характеристики  импульсного тока и не может снизить эффективность преобразования энергии.

4.2. Предварительными опытами экспериментально  показана возможность использования РИТ-технологии  для разрушения и  измельчения  даннной рудной породы породы  в двух режимах  импульсного  нагружения при  плотностях энергии в  рабочем реакторе соответственно 3,80 кДж/л и  13,0 кДж/л. Условный процент эффективности разрушения для каждого из режимов можно  количественно принять равным соответственно 60% и 85%.

4.3.По результатам исследования установлено, что  слоистая структура рудного  камня имеет различную механическую прочность  при  изменении направления  воздействующих внешних усилий. При приложении данных  давлений (и  тем более импульсных  ) в направлении,  параллельном границе  раздела  пластов  , можно значительно снизить  разрушающие нагрузки   данной породы и  тем самым увеличить эффективность  процесса  разрушения в целом. Разделеные на пласты  образцы данной руды  также  поддаются разрушению при гораздо меньших ударных нагрузках, чем  целиковый монолитный  образец  данной руды.

4.4. По результатам измерения  удельных электрических сопротивлений воды, ее растворов с поваренной солью, а также цементных и  зольноцементных смесей при  разных температурах их нагрева  построены графические  зависимости , приведенные на рис. 2 –рис. 5.

4.5 На рис.6 представлена фотография образцов, предназначенных для дальнейших механических испытаний